Меню

Запишите в тетради схему строения скелетной мышцы

Строение скелетной мышцы

Скелетная мышца состоит из группы мышечных пучков, каждый из которых состоит из тысяч отдельных мышечных клеток (волокон) (рис. 2А). Каждое волокно скелетной мышцы – это тонкое (диаметром от 10 до 100 мкм), вытянутое на значительную длину многоядерное образование – симпласт. Количество мышечных волокон окончательно устанавливается через 4 – 5 месяцев после рождения и затем практически не меняется, зато их диаметр может значительно увеличиваться под воздействием тренировки.

Мышечное волокно скелетной мышцы представляет собой клетку цилиндрической формы, длина которого определяется размером мышцы и может составлять от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В мышце с параллельным ходом волокон они обычно крепятся к обоим сухожилиям, но в очень длинных мышцах (например, портняжной) большое число волокон короче всей мышцы. Такие мышечные волокна крепятся одним концом к сухожилию, а другим – к соединительнотканным перемычкам внутри мышцы.

Рис 2. Строение скелетной мышцы (А) и её клетки (Б)

Как и всякая клетка, мышечная – имеет все основные клеточные элементы (Рис. 2 Б) – плазматическую мембрану, цитоплазму, клеточные органоиды. Среди особенностей следует отметить наличие большого числа митохондрий, обеспечивающих огромные энергетические потребности мышечной клетки, и многоядерность. Мышечные клетки не делятся, только растут, формируя мощный сократительный аппарат образованный специализированными белками, и одно ядро не в состоянии обеспечить активные процессы биосинтеза белка, идущие в клетке.

Снаружи мышечное волокно покрыто тонкой эластичной мембраной – сарколеммой. Сарколемма возбудима, её структура подобна структуре мембран нервных клеток. Мембрана мышечного волокна имеет регулярные впячивания внутрь клетки, образуя так называемые поперечные трубочки – Т-образные трубки диаметром 50 нм. Т- система пересекает все мышечное волокно и связывает сарколемму с внутриклеточным пространством и, прежде всего, с замкнутой системой мембран саркоплазматического ретикулума.

Цистерны являются внутриклеточным хранилищем ионов кальция необходимых для запуска и регуляции мышечного сокращения. Мембрана цистерн возбудима, и благодаря наличию на ней Са 2+ каналов и Са 2+ насосов (АТФ-аз) способна перемещать ионы кальция из саркоплазмы в цистерну и обратно, регулируя, таким образом, их концентрацию внутри клетки.

Т-система и саркоплазматический ретикулум – это устройства, обеспечивающие функциональное согласование процессов возбуждения клеточной мембраны с активностью сократительного аппарата мышечного волокна.

Сократительный аппарат клетки – это миофибриллы, пучки, расположенных в саркоплазме, длинных белковых нитей, которые тянутся вдоль всего мышечного волокна. Именно с ними связана способность мышцы к сокращению. Миофибриллы состоят из определенным образом собранных толстых и тонких нитей (протофибрилл), образованных сократительными белками:

Миозин, основной компонент толстых нитей. Молекула миозина построена из двух больших и четырех малых полипептидных цепей образующих один вытянутый «хвост», имеющий a-спиральную конформацию, и две глобулярные «головки» (Рис. 3).

Рис. 3. Толстая нить миофибрилл и образующая её молекула миозина.

Отметим, что молекулы миозина противоположных концов толстой нити расположены навстречу друг другу ««хвостами» (Рис.3), поэтому «гребковые движения» их «головок» совершаются навстречу друг другу. По той же причине, середина толстой нити лишена поперечных мостиков.

Рис.4. Тонкая нить миофибрилл, и образующие её белки.

Именно с молекулами G-актина, способны образовывать контакты головки молекул миозина, что и приводит к образованию поперечных мостиков между толстыми и тонкими нитями и именно при этом контакте активируется АТФ-азная активность головок, поэтому, в покое существует преграда, препятствующая этому контакту. Таким препятствием является молекула тропомиозина.

Тропомиозин еще один компонент тонких нитей. Его молекула представляет собой тяж образованный двумя переплетающимися a-спиральными полипептидными цепями. Тропомиозин связан с F-актином и каждая его молекула прикрывает семь G-актиновых глобул. Соседние молекулы тропомиозина немного перекрываются между собой, так что образуется непрерывная тропомиозиновая цепь, идущая вдоль F-актинового волокна отделяющая его от головок миозина.

Однако контакт между актином и миозином, необходимый для процесса сокращения возможен, благодаря еще одному белку – тропонину.

Тропонин– последний компонент тонких нитей, является комплексом трех белков: тропонина I, тропонина Т и тропонина С. Он имеет в целом более или менее глобулярную форму и располагается на F-актине через правильные промежутки, равные примерно 38 нм. Тропонин связан с тропомиозином и при увеличении внутриклеточной концентрации ионов Са 2+ меняет свою конформацию, смещая нить тропомиозина с головок актина. Таким образом, он обеспечивает возможность контакта толстых и тонких нитей.

Читайте также:  Укрепить мышцы живота позвоночник

Миофибриллам свойственна поперечная исчерченность — чередование темных и светлых полос. Границы и периодичность полос в миофибриллах одного волокна совпадают, что создает поперечную исчерченность мышечного волокна, обусловленную строго упорядоченным расположением актиновых и миозиновых филаментов (рис. 5).

Темные полосы миофибрилл в поляризованном свете проявляют свойства двойного лучепреломления и поэтому называются А-дисками (анизотропными). Это место расположения группы параллельных толстых нитей, которые чередуется с изотропной группой тонких нитей, Iдисками (изотропными). Светлые I-диски делятся пополам поперечной темной Z-линией, с обеих сторон которой крепятся тонкие (актиновые) нити. Участок между двумя соседними Z-линиями называется саркомером (рис. 5). В каждом саркомере имеется два набора тонких нитей, прикрепленных к Z-линиям, и один комплект толстых нитей, сосредоточенных в А-диске. В покоящейся мышце концы толстых и тонких филаментов лишь незначительно перекрываются на границе между А- и I-дисками. В световом микроскопе зона перекрытия в А-диске представляется темнее, чем центральная Н-зона, лишенная актиновых нитей.

Саркомер является структурным элементом миофибриллы, которая перактически и состоит из многократно повторяющихся саркомеров. При длине типичного мышечного волокна человека 5 см его миофибриллы насчитывают порядка 20 000 последовательно расположенных саркомеров.

Саркомер является и функциональным элементом миофибриллы. Это сократительный аппарат мышечного волокна, изменение длины (укорочение) которого и происходит в процессе сокращения мышцы.

Сигналом к началу сокращения служит приходящий из ЦНС нервный импульс, который инициирует процесс электро-механического сопряжения.

Электро-механическое сопряжение – это процесс перевода электрической энергии нервного импульса в механическую энергию сокращающейся (укорачивающейся) мышцы. Он начинается с передачи нервного импульса с нервной клетки на мышечную. Передача возбуждения осуществляется нервно-мышечным синапсом.

Напомним, нервно-мышечный синапс (рис.6), с помощью которого мотонейрон связан с мышечным волокном, имеет две основные части – нервную (пресинаптическую) и мышечную (постсинаптическую).

Пресинаптическая часть представлена концевой веточкой аксона (нервным окончанием), погруженной в углубление на поверхности мышечного волокна. В момент возбуждения мембрана нервного окончания способна пропускать внутрь не только ионы Na+, но и Са 2+ через потенциал чувствительные каналы.

Постсинаптическая мембрана (концевая пластинка) – часть мембраны мышечной клетки. Она образует многочисленные складки, уходящие в глубь волокна, благодаря чему увеличивается ее поверхность. Электроуправляемых каналов на постсинаптической мембране нет, поэтому она не возбудима( т.е. ПД на ней не генерируется), но имеется большое количество хемоуправляемых ионных каналов, активность которых возрастает при взаимодействии их рецептора с ацетилхолином.

Рис. 6. Схема электромеханического

сопряжения (объяснения в тексте) ►

Пре- и постсинаптическая мембраны разделены узкой синаптической щелью, открывающейся во внеклеточное пространство. Внутри щели содержится большое количество фермента ацетилхолинэстераза (АХЭ), разрушающей ацетилхолин.

Проведение возбуждения с нервного волокна на мышечное можно представить схематически следующим образом:

Такой процесс является составной частью механизма, с помощью которого осуществляется связь между возбуждением и сокращением мышечного волокна. Этот механизм носит разные названия: связь «возбуждение – сокращение», электромеханическая связь (ЭМС) или электромеханическое сопряжение.

Механизм сокращения мышцы, заключается в перемещении (протягивании) тонких нитей к центру саркомера, вдоль неподвижных толстых за счет «гребных» движений головок миозина. Эта теория получила название теории скользящих нитей.

Разнообразные исследования привели к следующему представлению о механизме циклической работы поперечного миозинового мостика.

В покое миозиновый мостик фосфорили-рован, но он не может осуществить контакт с нитью актина, так как между ними вклинена система из нити тропомиозина и глобулы тропонина (Рис.7А).

После возбуждения мышечного волокна

Рис 7. Взаимодействие толстых и тонких нитей в процессе сокращения. ионы Са 2+ из цистерн ретикулума попадают в саркоплазму где взаимодействуют с сократитель- ными белками тонких нитей. В результате тропонин

изменяет свою конформацию и смещает нить тропомиозина с актиновой цепочки, открывая для миозиновой головки возможность соединения с актином.

Соединение головки миозина с актином, который активирует АТФ-азную активность миозина, приводит к резкому изменению конформации мостиков и перемещению (скольжению) нити актина вдоль нити миозина (Рис 7Б). Эта процедура осуществляется за счет энергии АТФ.

Читайте также:  Комплексы тренировок мышц для начинающих

Так как молекулы миозина в противоположных концах толстой нити саркомера ориентированы навстречу друг другу, то скольжение тонких нитей прикрепленных к противоположным концам саркомера так же осуществляется навстречу друг другу. В результате саркомер укорачивается (Рис. 8), мышца сокращается.

Расслабление мышцы происходит благодаря работе Са 2+ АТФ-аз (насосов), расположенных в мембранах цистерн саркоплпзматического ретикулума. За счет энергии АТФ они закачивают выделившийся кальций обратно в цистерны. Снижение концентрации ионов кальция приводит к отсоединению его от тропонина, и тропомиозин снова блокирует актин. Связь между актиновыми и миозиновыми нитями разрывается, тонкие нити возвращаются в исходное состояние и мышца расслабляется.

Рис.8. Укорочение саркомера в процессе сокращения. А – расслабленное состояние саркомера; Б – состояние саркомера при сокращении; Напряжение, развиваемое мышцами при сокращении, реализуется по-разному.

Дата добавления: 2015-07-07 ; просмотров: 2503 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Скелетная мышца: определение, функция, структура, местоположение

Определение скелетных мышц

скелетный мускул является специализированным сократительным ткань встречается у животных, которые функционируют для перемещения организм Тело Скелетная мышца состоит из ряда пучков мышечных волокон, окруженных защитными мембранами. Такое расположение позволяет скелетным мышцам быстро сокращаться и быстро высвобождаться, не подвергая отдельные волокна слишком сильному трению. скелетный мышечная ткань можно найти по всему животному царство в большинстве многоклеточных форм жизни.

Структура скелетных мышц

Скелетная мышца состоит из ряда мышечных волокон, состоящих из мышечных клеток. Эти мышечные клетки длинные и многоядерные. На концах каждой скелетной мышцы сухожилие соединяет мышцу с костью. Это сухожилие соединяется непосредственно с эпимизием или наружным коллагеновым покрытием скелетных мышц. Под эпимизием мышечные волокна сгруппированы в пучки, называемые пучками. Эти пучки окружены другим защитным покрытием, образованным из коллагена. Перимизия, как ее называют, позволяет нервам и кровь сосуды пробиваются через мышцы. Эти структуры могут быть расположены на изображении ниже.

Каждый пучок образован от десятков до сотен связанных мышечных волокон. Каждое мышечное волокно образовано цепочкой многоядерных мышечных клеток. Эти волокна затем защищаются другим слоем, называемым эндомизием, поскольку они связаны в пучки. каждый мышечная клетка имеет четкие области при просмотре под микроскопом. Они известны как саркомеры и придают скелетным мышцам полосатый или поперечно-полосатый вид. каждый саркомера это комплекс белков, который действует для сокращения мышц.

Саркомеры образуются из актина и миозина, а также ряда ассоциированных белков-помощников. Нити, видимые между темными полосами, представляют собой нити актина и миозина. Актин, как видно на изображении выше, состоит из множества единиц актина и принимает форму крученой нити. Актин сопровождается рядом белков, которые помогают стабилизировать его и обеспечивают путь для сокращения мышц. Двумя наиболее важными являются тропонин и тропомиозин. Тропомиозин окружает актиновую нить и препятствует прикреплению головок миозина. Тропонин блокирует тропомиозин на месте до получения сигнала о сокращении. Миозин представляет собой волокно, состоящее из множества переплетенных хвостов отдельных единиц миозина. Головки блоков прилипают к волокну и притягиваются к нити актина.

Функция скелетных мышц

Когда вы хотите двигать рукой, ваш головной мозг посылает нервный сигнал через нервы. Для простого поднятия руки требуется много мышц, поэтому сигнал посылается по многим нервам ко многим мышцам. Каждая скелетная мышца получает нервный импульс в нервно-мышечные соединения, Это места, где нервы могут стимулировать импульс в мышце. клетка, Импульс распространяется по каналам в сарколеммы, плазматическая мембрана скелетных мышечных клеток. В определенных местах в мембране есть каналы, которые ведут внутрь клетки. Эти поперечные канальцы несут нервный импульс внутри клетки. Импульс освобождает ионы кальция от специализированного эндоплазматическая сеть саркоплазматический ретикулум. Эти ионы кальция активно выделяют тропонин из тропомиозина. Тропомиозин может затем сместить положение, позволяя головкам миозина прикрепляться к актиновому филаменту.

Как только головки миозина прикреплены, имеющаяся СПС будет использоваться для сокращения нити накала. Это делается каждой парой головок миозина, медленно ползущих по нити. Энергия от АТФ используется для перемещения одного глава, а другой прилагается. Когда задействовано много сотен или тысяч голов, это быстро сокращает саркомер до 70% его первоначальной длины. Когда нервный импульс одновременно поражает каждое мышечное волокно и мышцу, рука может подниматься плавным движением. В качестве дополнительной меры обратной связи каждая скелетная мышца имеет специальные сенсорные клетки, которые посылают обратную связь в мозг. Эти клетки, называемые мышечными веретенами, содержат специализированные белки, которые могут чувствовать напряжение. Когда клетка получает напряжение, она начинает нервный импульс и посылает сигнал через нейроны в мозг.

Читайте также:  Изжога боль в мышцах

Собрав воедино эту сложную структуру входов и выходов, мозг может почувствовать, где находится тело в космосе. соматическая нервная система контролирует эти действия и позволяет нам скоординированно двигаться. Скелетные мышцы контролируются почти исключительно соматическими нервная система в то время как инфаркт и гладкая мышца контролируется автономной нервной системой. Эта система может быть легко продемонстрирована. Закрыть твой глаза затем несколько раз хлопните в ладоши. Ваши руки встретились? Это потому, что ваш мозг тренируется в координации с рождения и распознает специфическое напряжение в каждой мышце, когда вы размахиваете руками. Когда вы хлопаете в ладоши, эти входы контролируются и вносятся коррективы, чтобы ваши руки продолжали контактировать друг с другом. Та же система отвечает за баланс, координацию и большинство физических движений.

Расположение скелетных мышц

Как следует из названия, скелетные мышцы – это любые мышцы, которые соединяются и контролируют движения скелет, Всего в организме человека от 600 до 900 мышц, но точное количество сложно. Многие мышцы малопонятны или иногда сгруппированы с похожими мышцами. Скелетная мышца находится между костями и использует сухожилия для соединения эпимизия с надкостницей или внешним покрытием кости.

Скелетная мышца адаптируется и формируется многими различными способами, которые вызывают сложные движения. Скелеты не всегда являются внутренними, как у людей. Даже животные с экзоскелетами, такие как крабы и мидии, имеют скелетные мышцы. В то время как мышца может быть адаптирована по-разному в зависимости от животного, скелетная мышца определяется ее исчерченностью и связями со скелетом. Все, от взмахов крыльев птицы до ползания жука, осуществляется скелетными мышцами.

викторина

Ответ на вопрос № 1

В верно. Соматическая, или добровольная, нервная система точно названа. Чтобы контролировать это, разум должен быть в какой-то форме сознания. Тот, кто без сознания, не может контролировать свои скелетные мышцы. Поэтому просить их использовать свои скелетные мышцы – пустая трата времени.

2. У моллюсков есть интересный приспособление чтобы помочь им выжить. Их мышца аддуктора, которая держит свою оболочку закрытой, состоит из двух меньших мышц. Одна из мышц – скелетная мышца, а другая – гладкая мышца. Почему это было бы полезно для моллюсков?A. Удвойте мышцы, удвойте силу!B. Скелетные мышцы могут действовать быстро, в то время как гладкие мышцы могут поддерживать сокращениеC. Гладкая мышца используется для открытия раковины, а скелет для ее закрытия.

Ответ на вопрос № 2

В верно. Скелетные и гладкие мышцы специализированы для различных целей. Скелетные мышцы могут сокращаться и быстро высвобождаться с большим количеством энергии. Гладкая мышца может поддерживать сокращение в течение длительного периода времени. Таким образом, моллюск может быстро закрыть свою раковину, если он чувствует опасность, используя скелетные мышцы. Если опасность сохраняется или моллюск не находится в воде, гладкая мышца может держать раковину закрытой в течение нескольких дней, прежде чем она должна расслабиться.

3. Тренеры часто рекомендуют растяжку до и после тренировки. Почему это?A. Растяжение помогает расширить мышечные волокнаB. Растяжение помогает сохранить эластичность сухожилийC. Оба вышеперечисленных!

Ответ на вопрос № 3

С верно. Растяжение является важным аспектом разработки. Когда вы сокращаете свои скелетные мышцы во время упражнений, вы сильно напрягаетесь. Давление и напряжение в мышцах может быть огромным. Растяжение помогает противостоять этому, растягивая саркомеры обратно на длину, снимая напряжение на сухожилиях и позволяя жидкости циркулировать в тканях.

Источник

Adblock
detector